Реализация интерактивной формы обучения при подготовке выпускных квалификационных работ

Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
Реализация интерактивной формы обучения
при подготовке выпускных квалификационных работ
Е.И. Колоколов, С.А. Томилин, А.Г. Федотов
Волгодонский инженерно-технический институт –
филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Аннотация: В условиях современной организации образовательного процесса весьма
целесообразным является применение интерактивной формы обучения при выполнении
выпускных квалификационных работ. Руководителем группы студентов, объединенных
одним объектом выпускной квалификационной работы, в полной мере может быть
реализован целый ряд интерактивных методов обучения: работа в малых группах,
моделирование производственных процессов и ситуаций, мозговой штурм, метод проектов.
Применение интерактивной формы обучения при выполнении выпускных
квалификационных работ усиливает их производственную направленность и способствует
обеспечению готовности выпускников к работе в реальных производственных условиях.
Ключевые слова: интерактивные методы обучения, выпускная квалификационная
работа, работа в малых группах, моделирование производственных процессов и ситуаций,
мозговой штурм, метод проектов.
Интерактивные методы обучения студентов широко внедряются в
учебный
процесс
в
соответствии
с
требованиями
государственных образовательных стандартов
Федеральных
(ФГОС). Традиционные
подходы к преподаванию предусматривают в основном односторонние
формы коммуникации. Суть такой организации обучения заключается в
«трансляции»
учащимися,
преподавателем
запоминается
и
информации,
которая
воспроизводится.
воспринимается
Интерактивная
форма
обучения является принципиально иной, поскольку реализует форму
многосторонней коммуникации в образовательном процессе. При таком
подходе студент становится не объектом, а субъектом образовательной
деятельности [1].
Интерактивное обучение – это специальная форма организации
познавательной деятельности, способ познания, осуществляемый в форме
совместной
деятельности
студентов,
при
которой
все
участники
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
взаимодействуют друг с другом, обмениваются информацией, совместно
решают проблемы, моделируют ситуации, оценивают действия других и свое
собственное поведение, погружаются в реальную атмосферу делового
сотрудничества по разрешению конкретной проблемы [1].
Наиболее частыми трудностями, с которыми приходится сталкиваться
преподавателю
при
реализации
интерактивных
форм
обучения
в
образовательной организации – пассивность студентов, зачастую отсутствие
интереса к преподаваемой дисциплине, склонность к восприятию готовой
информации посредством использования Интернета, порой без глубокого
осмысления используемого материала. Часто преподаватель вынужден
прилагать огромные усилия, пытаясь заинтересовать студента, сформировать
у него целеполагание к изучению дисциплины, мотивировать его на
активизацию познавательной функции.
Кафедрой «Машиностроение и прикладная механика» Волгодонского
инженерно-технического института – филиала НИЯУ МИФИ проделана
большая работа по внедрению в учебный процесс интерактивных методов
обучения. Частично результаты этой работы представлены в работах [2 – 9].
Однако применению интерактивной формы обучения при выполнении
выпускной квалификационной работы внимание не уделялось.
При этом
выполнение и защита выпускной квалификационной работы является
важнейшим завершающим этапом обучения, требующим больших усилий,
самоорганизованности и самоотдачи со стороны студентов. Основной целью
подготовки
такой
работы
является
систематизация
и
обобщение
теоретических знаний и практических навыков выпускников, завершение
освоения ряда компетенций и проверка их сформированности. Вместе с этим
важно обратить внимание на дополнительные (кроме освоения компетенций,
предусмотренных ФГОС) требования к современным выпускникам. Так
авторы работ [10, 11] отмечают, что поскольку сегодня инженерные
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
направления подготовки находятся на пересечении науки и бизнеса,
недостаточно заложить студентам прочные основы при изучении конкретных
дисциплин, необходим еще и дополнительный набор навыков, позволяющий
им в дальнейшем успешно конкурировать в глобальной среде и стать
лидерами в инновационной сфере. «Важно отметить, что складывающаяся в
настоящее
время
в
России
образовательная
ситуация
определяет
необходимость переосмысления ключевых методологических
подходов к
практике принятия и реализации решений, связанных с обучением и
профессиональной подготовкой молодежи к динамично изменяющимся
рыночным условиям» [12]. Указанные тезисы естественным образом
согласуются с тем, что выпускная квалификационная работа должна не
только иметь производственную направленностью, но и выполняться в
условиях, приближенных к производственным. Учитывая сказанное, в
настоящей статье показано, что применение интерактивной формы обучения
при выполнении выпускной квалификационной работы оказывается весьма
продуктивным, усиливает ее производственную направленность и в бóльшей
степени обеспечивает готовность выпускников к работе в реальных
производственных условиях.
Типовые технологические темы выпускных квалификационных работ
по машиностроительным направлениям подготовки и специальностям
предусматривают,
в
основном,
разработку
технологии
изготовления
отдельной достаточно сложной детали. Зачастую, студентами ошибочно не
анализируется ее взаимодействие с другими деталями сборочной единицы.
Студент иногда не до конца понимает назначения требований по допускам,
чистоте обработки, точности и твердости. Фактически он считает выпускную
квалификационную
работу
не
столько
государственной
итоговой
аттестацией, предполагающей значительную степень самостоятельности и
творческие подходы к ее выполнению, сколько еще одним этапом
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
теоретического обучения и, соответственно, пытается «вытянуть» из
руководителя нужную информацию в готовом виде.
Групповая форма выполнения выпускной квалификационной работы,
при которой несколько студентов работают над одним достаточно сложным
изделием, снимает многие проблемы и заставляет их сообща решать
возникающие вопросы. При правильной формулировке технических заданий
на выполнение работ (например, когда приходится взаимно согласовывать
отдельные технологические процессы изготовления различных деталей,
входящих в одну сборочную единицу, отдельные размеры или иные
параметры проектируемой детали и т.д.), руководитель работы выполняет
только функцию консультанта-координатора. Ответы на все частные
вопросы
студентам приходится находить совместно. При этом они
вынуждены восстанавливать не достаточно глубоко освоенные
ранее
компетенции, изучать работу изделия в целом, функции и назначение
деталей и узлов, порядок обработки и сборки. Автоматически реализуются
такие методы интерактивного обучения, как работа в малых группах,
мозговой штурм, моделирование производственных процессов и ситуаций,
метод
проектов.
сформированные
Результатом
компетенции,
такой
работы
закрепленные
становятся
за
успешно
выпускной
квалификационной работой.
Предлагаемый подход был опробован в группе студентов, имеющих
разный уровень подготовки. Им было поручено разработать проект и
технологию изготовления отдельных узлов и деталей задвижки – аналога
главной паровой задвижки 883-250-Э, серийно выпускаемой Чеховским
заводом энергетического
машиностроения
в советское время
для
использования на ТЭС. В существующем проекте было предусмотрено
максимальное использование высококачественных отливок для основных
узлов изделия. В настоящее время потребность в такой продукции постоянна,
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
но весьма ограничена. Чеховский завод энергетического машиностроения
практически прекратил выпуск подобной продукции и ликвидировал
литейное производство как устаревшее и нерентабельное. Переход на
освоение более прогрессивных штампованных заготовок пока задерживается
по той же причине.
Машиностроительным предприятием ООО ОКТБ «Энергомаш» было
предложено переработать конструкцию таких задвижек для единичного или
мелкосерийного производства с учетом опыта эксплуатации и ремонта
изделий. Основная идея переработки – применение более жесткой кованосварной конструкции корпуса с одновременным устранением причин
размыва в процессе эксплуатации участков приварки седел к литому корпусу
[13]. Реализация этой инновационной идеи и была поручена студентам в
рамках выполнения выпускных квалификационных работ. Было предложено
также применить новые современные уплотнительные материалы типа
«Графлекс», а также подобрать новый современный электропривод.
Решаемая задача была разбита на следующие составляющие, которые
легли в основу заданий на проектирование и являлись основным
содержанием для интерактивной работы студентов в подготовке выпускной
квалификационной работы:
– разработка конструкции и технологии механической обработки
ковано-сварного корпуса задвижки;
– разработка конструкции новых седел, которые должны быть вварены
в новый корпус задвижки, а также разработка технологии изготовления
запорного узла, в том числе и седел;
– разработка новой сварной конструкции бугеля, узлов его стыковки с
корпусом, электроприводом и элементами крепления ходового узла;
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
– подбор нового электропривода, разработка элементов его стыковки с
ходовым узлом и бугелем, а также разработка технологии изготовления и
сборки деталей ходового узла и крышки, подбор герметичных уплотнений;
– разработка технологии сборки-сварки бугеля, элементов корпуса, в
том числе вварку направляющих для перемещения обоймы, технологии
выполнения износостойкой наплавки седел и тарелок, подбор сварочных
материалов, выбор технологии послесварочной термообработки, расчет
сварных соединений.
Детальное ознакомление с предложенной разбивкой, показывает, что
ни один из частных проектов невозможно выполнить без тесного
взаимодействия всех участников проектирования. При этом руководитель
выпускных квалификационных работ не владеет конкретной детальной
информацией о размерах вновь проектируемых заготовок, изготовлении
узлов стыковки и не может представить студентам готовое решение. Как уже
отмечалось
выше,
он
автоматически
становится
консультантом,
координатором работ, так как вынужден большинство возникающих
вопросов переадресовывать другим партнерам по реализуемому проекту, а
также наравне со студентами участвовать в обсуждении возникающих
проблем. Приведенная модель фактически и реализует интерактивную форму
выполнения выпускных квалификационных работ. Следует подчеркнуть, что
в данном случае ситуации, требующие применения рассматриваемой формы
обучения, возникают естественным образом, а не создаются преподавателем
искусственно. Эти ситуации на разных стадиях проектирования повторяются.
Например, после обсуждения характера заготовок для направляющих
обоймы и последующего самостоятельного проектирования, возникает
необходимость согласования размеров пазов в обоймах и выступов в
направляющих и т.д.
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
Реализация
описанных
квалификационных
работ
подходов
позволила
к
выполнению
получить
ряд
выпускных
интересных,
нестандартных технических решений. Так, при разработке конструкции
бугеля была предложена цилиндрическая форма основания. Это привело к
реализации цилиндрической формы обечайки корпуса с меньшим внешним
диаметром, чем в исходной отливке. Количество крепежных отверстий при
этом было увеличено с четырех до шести, а их диаметр уменьшен. Расчет
подтвердил целесообразность этого варианта, при котором материалоемкость
конструкции значительно уменьшилась.
Другой важный результат, достигнутый при реализации описанного
подхода – значительно возросший уровень подготовки студентов к моменту
защиты выпускной квалификационной работы. При этом даже более слабые
на начальной этапе проектирования
студенты подтягивались к лидерам
группы и на равных с ними участвовали в обсуждении производственных
ситуаций.
По мнению авторов настоящей работы, предлагаемый подход к
выполнению выпускных квалификационных работ может быть развит и
далее. Так целесообразным может явиться коллективная защита работ, когда
каждый участник докладывает свою часть работы самостоятельно, а ответы
на вопросы, обоснование принятых технических решений, отстаивание своей
точки
зрения
и
т.д.
осуществляются
совместно.
В
этом
случае
государственной экзаменационной комиссии будет не только видна полнота
выполненной работы, но и станет понятно, насколько полно разобрался в
сути проекта каждый из участников группы. Учитывая, что выпускная
квалификационная работа по своей сути реализует интегративный подход,
целесообразной является ситуация, когда в разработке проекта участвуют
выпускники разных специальностей и направлений подготовки. Совокупный
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
объем уже сформированных компетенций студентов при этом значительно
возрастает, от чего группа и сам проект только выигрывают.
В заключение, следует добавить, что данный подход к выполнению
выпускных квалификационных работ может быть распространен также и на
выполнение практических и курсовых работ, курсовых проектов по
дисциплинам профессионального цикла. Для уже рассмотренного изделия,
например, группа студентов может выполнять рабочие чертежи входящих в
узел деталей (в рамках курса инженерной графики); проводить прочностные
расчеты (в курсе технической механики); осуществлять выбор заготовок для
отдельных деталей, проверять целесообразность, режим и вид термической
обработки, осуществлять выбор инструмента для обработки различных
поверхностей и материалов и т.д. Реализация предложенного подхода
обеспечит
большую
производственную
направленность
и
позволит
существенно повысить эффективность и качество обучения.
Литература
1. Косолапова М.А., Ефанов В.И., Кормилин В.А., Боков Л.А.
Положение о методах интерактивного обучения студентов по ФГОС 3 в
техническом университете: для преподавателей ТУСУР. Томск: ТУСУР,
2012. 86 с.
2. Мозговая Н.С., Томилин С.А. О применении интерактивных форм
обучения в процессе преподавания технических дисциплин // Современные
технологии в системе образования: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф., май
2012 г. Пенза, 2012. С.81–84.
3.
Ольховская
Р.А.,
Томилин
деятельностно-ориентированных
С.А.
приемов
О
реализации
обучения
//
некоторых
Современные
технологии в системе образования: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф., май
2012 г. Пенза, 2012. С.90–93.
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
4. Пинчук Э.В., Евдошкина Ю.А., Томилин С.А. Технология
реализации
инновационных
теоретической
механики
педагогических
методов
при
изучении
// В мире научных открытий. 2013. № 7(43).
С. 187 – 199.
5. Pinchuk E.V., Evdoshkina Ju.A., Tomilin S.A. Realization Technology of
Innovative Educational Methods Used in the Process of Theoretical Mechanics
Study // In the World of Scientific Discoveries, Series A. 2014. Т. 2. № 1. P. 96100.
6. Томилин С.А., Евдошкина Ю.А., Пинчук Э.В., Годунов С.Ф.
Активизация
учебно-познавательной
деятельности
студентов
на
практических занятиях по теоретической механике // Новый университет.
Серия: Технические науки. 2013. № 8–9 (18–19). С. 4–7.
7. Томилин С.А., Евдошкина Ю.А., Пирожков Р.В. Реализация
интерактивных форм обучения при проведении лабораторных занятий по
фундаментальным техническим дисциплинам // В мире научных открытий.
2013. № 11.1 (47). C. 110 – 127.
8.
Tomilin
S.A.,
Evdoshkina
Ju.A.,
Pirozhkov
R.V.
Using of Interactive Educational Forms in the Process of Laboratory Studies on
Fundamental Engineering Disciplines // In the World of Scientific Discoveries,
Series A. 2014. Т. 2. № 1. P. 122-129.
9. Томилин С.А., Евдошкина Ю.А., Ольховская Р.А. Практика
применения интерактивных методов обучения при проведении занятий по
компьютерной графике // Инженерный вестник Дона. 2014. Т. 30. № 3. URL:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2492.
10. Guthrie P. Beyond systems engineering: Educational approaches for the
21st century. In D. Grasso & M. Burkins (Eds.), Holistic Engineering Education:
Beyond Technology. New York, NY: Springer, 2010. 186 p.
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
11. Wnek G., Williamson S. Engineering value propositions: Professional and
personal needs. In D. Grasso, & M. Burkins (Eds.), Holistic Engineering Education:
Beyond Technology. New York, NY: Springer, 2010. 299 p.
12. Богачева Е.С. Социальные и профессиональные потребности нового
качества профессиональной подготовки и проблемы его модернизации //
Инженерный вестник Дона, 2011, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2011/426/.
13. Колоколов Е.И., Ядрышников В.А. Производство задвижек высоких
параметров в условиях единичного производства // Трубопроводная арматура
и оборудование. 2012. № 2 (65). С. 41-43.
References
1. Kosolapova M.A., Efanov V.I., Kormilin V.A., Bokov L.A. The provision
on methods of interactive training of students according to FSES 3 at technical
university. Tomsk, 2012. 86 p.
2. Mozgovaya N.S., Tomilin S.A. Sovremennye tekhnologii v sisteme
obrazovaniya. Penza, 2012, pp. 81–84.
3. Ol'khovskaya R.A., Tomilin S.A. Sovremennye tekhnologii v sisteme
obrazovaniya. Penza, 2012, pp. 90–93.
4. Pinchuk E.V., Evdoshkina Yu.A., Tomilin S.A. V mire nauchnykh
otkrytiy. 2013. № 7 (43), pp. 187 – 199.
5. Pinchuk E.V., Evdoshkina Yu.A., Tomilin S.A. V mire nauchnykh
otkrytiy. 2014. Series А. Т. 2. № 1, pp. 96-100.
6. Tomilin S.A., Evdoshkina Yu.A., Pinchuk E.V., Godunov S.F. Novyy
universitet. Seriya: Tekhnicheskie nauki. 2013. № 8–9 (18–19), pp. 4–7.
7. Tomilin S.A., Evdoshkina Yu.A., Pirozhkov R.V. V mire nauchnykh
otkrytiy. 2013. № 11.1 (47), pp. 110 – 127.
8. Tomilin S.A., Evdoshkina Yu.A., Pirozhkov R.V. V mire nauchnykh
otkrytiy. 2014. Series А. Т. 2. № 1, pp. 122-129.
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015
Инженерный вестник Дона, №2 ч.2 (2015)
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3028
9. Tomilin S.A., Evdoshkina Yu.A., Ol'khovskaya R.A. Inženernyj vestnik
Dona (Rus), 2014, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2492.
10. Guthrie P. Beyond systems engineering: Educational approaches for the
21st century. New York, 2010. 186 p.
11. Wnek G., Williamson S. Engineering value propositions: Professional and
personal needs. New York, 2010. 299 p.
12. Bogacheva E.S. Inženernyj vestnik Dona (Rus), 2011, №2 URL:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2011/426.
13. Kolokolov E.I., Yadryshnikov V.A. Truboprovodnaya armatura i
oborudovanie. 2012. № 2 (65), pp. 41-43.
© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007–2015